Теплообменное устройство

Номер патента: 1726958

Авторы: Гладышев, Цицкин, Кигель, Багаев, Байков, Зорков

Скачать ZIP архив.

Текст

(5) 9 Ц 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРС ое обь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР. Тепловые трубы, М.;5.етельство СССРВ 31/24, 1985етельство СССРВ 21/20, 1979,(54) ТЕПЛООБМЕН НОЕ УСТРОЙСТВО(57) Использование: для охлаждения газовпирометаллургических агрегатов в установленных зэ ними котлах-утилизаторах. Сущность изобретения: теплообменное устройство содержит объединенные в блоки 2 тепловые трубы 1. Зоны 3 испарения тепловых труб 1 установлены в газоходе 6. Зоны 5 конденсации размещены в полости охлаждающих рубашек, В зоне 5 конденсации в полостях тепловых труб 1 установлены циркуляционные трубчатые каналы 13. Каналы 13 сообщены с полостями охлаждающих рубашек. Концы каналов 13 закреплены на боковых стенках тепловых труб 1. Каналы 13 могут быть расположены соосно трубам 1 и закреплены посредством патрубков 15, Могут быть расположены наклонно под углом 7 а 60 к горизонтали. Внешняя поверхность каналов 13 снабжена чередующимися канавками 17 и ребрами 16. 3 з.п,ф-лы, 4 ил5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к теплоэнергетике и, в частности, к,теплообменному оборудованию для охлаждения газов пирометаллургических агрегатов (металлургических печей) в установленных за ними котлах-утилизаторах.Высокие температуры отходящих печных газов, обусловленные применяемыми технологическими процессами (автогенными, переработки материалов в кипящем слое, применение обогащенного кислородом дутья), требуют отвода значительного количества тепла с учетом высоких удельных и суммарных тепловых нагрузок на испарительные поверхности нагрева.Известны тепловые трубы, коорые находят все большее применение для охлаждения расплавов и технологических газов. Тепловая труба и термосифон - герметичный сосуд частично заполнен теплоносителем и содержит испарительную, транспортную и конде нсационную зоны и подсоединенный к нему холодильник.Недостаток таких тепловых труб - повышение интенсификации теплоотъема от источника тепла к испарительным поверхностям тепловых труб в условиях возрастающих тепловых нагрузок.Известно устройство для охлаждения ограждающих поверхностей пирометаллургических агрегатов, содержащее герметичный цилиндрический корпус с проточным теплообменником - конденсатором и циркуляционную вставку с отверстиями на торцах, верхняя часть которой выполнена в виде кольцевого теплообменника - конденсатора, внутреннее. пространство которого разделено диаметрально размещенными в вертикальной плоскости перегородками.Недостатком такого устройства является затрудненное конструктивное решение подвода и отвода теплоносителя через днище корпуса, циркуляция которого может быть только принудительной, кроме того, корпус теплообменника должен изготавливаться из труб относительно большого диаметра (100-130 мм и более).Наиболее близким.к изобретению является устройство, содержащее поверхности нагрева, выполненные из тепловых труб с испарительными, транспортными и конденсационными зонами, нижние концы которых - испарители размещены в гаэоходе, например, котла-утилизатора, а верхние - конденсаторы расположены в наружном теплообменнике охладителя,Недостатками известного устройства являются большие габарите, а следовательно, неоправданное увеличение высоты здания и высокая металлоемкость устройства,что объясняется низкой эффективностью теплообмена.Цель изобретения - повышение компактности устройства и интенсивности тепло- обмена.Поставленная цель достигается тем, что теплообменное устройство выполнено иэ вертикальных тепловых труб с зонами испарения и конденсации, обьединенных в блоки, причем зоны конденсации тепловых труб расположены в полости охлаждающих рубашек, а в полости тепловых труб в зоне конденсации дополнительно установлены циркуляционные трубчатые каналы, концы которых закреплены в боковой стенке тепловой трубы, Внешняя поверхность каналов снабжена канавками и ребрами чередующимися между собой, Каналы расположены под углом к горизонтальной поверхности от 7 до 60 О, Вариантом является расположение каналов соосно тепловым трубам, при этом концы каналов закреплены на боковой поверхности посредством патрубков.На фиг,1 изображена установка теплообменного устройства в газоходе, например котла-утилиэатора, продольное сечение; на фиг,2 - установка теплообменного устройства в газоходе, поперечное сечение; на фиг.3 - теплообменное устройство, разрез; на фиг,4 - вариант выполнения каналов,Теплообменное устройство содержит поверхности нагрева, выполненные иэ вертикальных тепловых труб 1, объединенных в блоки 2. Каждая тепловая труба имеет зону 3 испарения, транспортную зону 4 и зону 5 конденсации. Зоны 3 испарения тепловой трубы установлены в гаэоходе 6. Зоны 5 конденсации тепловых труб размещены вне гаэохода б в полости наружных теплообменников-охладителей (7, 8, 9), содержащих верхние 7 и нижние 8 коллекторы блоков 2, жестко соединенные между собой трубами 9, например при помощи сварки,К нижним 8 и верхним 7 коллекторам блоков 2 тепловых труб с помощью штуцеров 10 присоединены подводящие 11 и отводящие 12 коллекторы, по которым циркулирует вторичный теплоносител ь.В полости тепловых труб 1 в зоне 5 конденсации установлены циркуляционные трубчатые каналы 13, выполненные в виде герметичной полой. вставки с приваренными донышками 14, снабженные на концах патрубками 15, для подвода и отвода тепло-. носителя. Каждая тепловая труба 1 заполнена частично первичным теплоносителем,Вариантом устройства является расположение каналов 13 под углом к горизонтальной поверхности от 7 до 60 О.Внешняя поверхность каналов снабжена ребрами и канавками, чередующимися между собой.Устройство работает следующим образом.Высокотемпературные газы, идущие по газоходу 6, отдают свое тепло через стенки тепловых труб 1 первичному теплоносителю, который частично испаряется и через транспортную зону 4 поступает в зону 5 конденсации, где охлаждается, Через подводящие коллекторы 11 к нижним 8 коллекторам блоков 2 тепловых труб подводится вторичный теплоноситель например вода), который заполняет весь водяной обьем теплообменника-охладителя 9 и циркуляционных трубчатых каналов 13.Между первой фазой первичного теплоносителя и вторичным теплоносителем за счет разности температур устанавливается теплообмен, сопровождающийся конденсацией пара на внутренних стенках теплообмекников-охладителей 9 и внешних стенках циркуляционных трубчатых каналов.13,Пар конденсируется в виде капель и .пленок, которые стекают обратно через транспортную зону 4 и поступают снова в зону.3 испарения, и цикл повторяется.С момента передачи теплового потока в зону 3 испарения тепловой трубы давление паровой фазы поднимается до уровня, при котором наступает равновесие подводимого тепла и тепла, отдаваемого вторичному теплоносителю при его конденсации.Изменение формы поверхности конденсации - наличие горизонтальных участков (особенно во втором. варианте устройства, фиг.4), наличие канавок и ребер на внешней поверхности каналов 13 приводят к разрыву конденсатной пленки, образованию открытых участков и интенсивному каплеобразованию на выступающих частях,Через металлические стенки тепло передается вторичному теплоносителю, который,омывая внешнюю поверхность тепловойтрубы 1 и внутренние поверхности каналов5 13, удаляется из верхнего коллектора 7 блоков 2 через отводящий коллектор 12,Таким образом в предлагаемом устройстве эа счет интенсификации теплообменаснижены металлоемкость и габариты, кроме10 того, обеспечена возможность использования охлаждающего теплоносителя с теми жепараметрами, что и для основного теплоносителя.ф о рмул а изобретения15 1. Теплообменное устройство, выполненное иэ вертикальных тепловых труб сзонами испарения и конденсации объеди-,ненных в блоки, причем зоны конденсациитепловых труб расположены в полости ох 20 лаждающих рубашек, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения компактностиустройства и интенсивности теплообмена, вполости тепловых труб в зоне конденсациидополнительно установлены циркуляцион 25 ные трубчатые каналы, сообщающиеся в полостях охлаждающих рубашек, при этомконцы каналов закреплены на боковых стенках тепловых труб.2. Устройство по п.1, о т.л и ч а ю щ е е 30 с я тем, что каналы расположены сооснотепловым трубам, а их концы закреплены набоковых стенках труб посредством патрубков,3, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е 35 с я тем, что каналы расположены наклонно,под углом а к горизонтали, лежащем в интервале 7 а 60,4. Устройство по пп,1-3, о тл и ч а ющ.е е с я тем, что внешняя поверхность40 каналов снабжена чередующимися канавками и ребрами.172 б 958 оставитель Г.Богдехред М,Моргента Корректор Н,корол андура дакто Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 1271 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5

Смотреть

Заявка

4717992, 11.07.1989

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "УРАЛЭНЕРГОЦВЕТМЕТ"

КИГЕЛЬ ЛЕОНИД СИМХОВИЧ, ГЛАДЫШЕВ АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ, БАЙКОВ АРТЕМИЙ ГЕОРГИЕВИЧ, ЗОРКОВ ВАЛЕРИЙ АРКАДЬЕВИЧ, БАГАЕВ ИВАН СЕРГЕЕВИЧ, ЦИЦКИН ВЛАДИМИР ГЕОРГИЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: F22B 21/20, F28D 15/02

Метки: теплообменное

Опубликовано: 15.04.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1726958-teploobmennoe-ustrojjstvo.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Теплообменное устройство</a>

Похожие патенты